Isolation ingénieuse en conditions isolées

L’étude de cas du centre de santé d’Old Crow

Situé dans une région isolée du Yukon, le village d’Old Crow a fait face à un constat sans équivoque mais épineux. En 2018, une analyse gouvernementale de l’ensemble des établissements de santé du Yukon a en effet établi que le centre de santé vieillissant de cette petite communauté arctique nécessitait une réfection prioritaire. Or, dans cette région, la tâche s’annonçait singulièrement difficile, car Old Crow n’est relié au reste du monde que par les airs. En l’absence de routes, la construction de ce projet se profilait donc avec des défis uniques, exigeant des solutions créatives et ingénieuses.

Parties prenantes du projet

• Client : Gouvernement du Yukon

• Architectes : DGBK Architects et Northern Front Studio inc. 

• Entrepreneur général : Ketza Construction ltée 

• Consultant : Stantec 

• Consultant en enveloppe du bâtiment : RDH Building Science

• Ingénieur en mécanique et en électricité : Integral Group

Redéfinir les soins de santé à Old Crow

Le centre de santé d’Old Crow a été construit au début des années 1970. Malgré un agrandissement en 1986, l’actuel bâtiment, de plus de 50 ans, est vieillissant et ne permet plus de répondre aux besoins grandissants de la population. En plus d’un nouveau centre de santé et de bien-être, un complexe de 10 unités d’habitation adjacent doit être construit afin de remédier à la crise du logement.

Le gouvernement du Yukon travaille en étroite collaboration avec le gouvernement de la Première Nation Vuntut Gwitchin afin d’ériger un nouveau centre qui répondra aux besoins de la communauté. L’établissement sera donc conçu selon un modèle de soins collaboratifs afin d’offrir une combinaison de services sociaux et de santé sous un seul toit. Un espace sera également réservé aux thérapies régionales et aux soins dentaires. Il s’agit de la première offre de ce genre au Yukon. D’ailleurs, le plan initial évoluera afin de s’adapter aux besoins des communautés avoisinantes.

Construire au cœur de l’hiver : la route vers l’isolation

Le projet a été conçu et dirigé par l’équipe d’architectes de DGBK, soutenue par l’expertise de Northern Front Studio. Sa réalisation a été confiée à l’entreprise originaire de Whitehorse Ketza Construction ltée, qui a remporté le contrat d’une valeur de plus de 44 millions de dollars. RDH Building Science a également contribué au projet en raison de son expertise en enveloppe du bâtiment. Les travaux, qui ont débuté en 2021, devraient être terminés d’ici mars 2024.

Ce type de projet architectural présente des défis géographiques particuliers qui nécessitent une considération minutieuse lors de la conception. Old Crow est en effet la communauté la plus septentrionale du Yukon, à proximité de l’océan Arctique. La construction doit donc prendre en compte le pergélisol, particulier à la région. En raison des changements climatiques des dernières années, ce sol fond, fragilisant la capacité portante du sol et pouvant entraîner de désastreuses conséquences pour l’intégrité des infrastructures. Pour s’adapter à cette problématique, la plupart des constructions sont conçues sur pilotis, ce qui permet une meilleure stabilité.

Ce type de fondations crée une surface supplémentaire exposée en dessous du bâtiment, ce qui nécessite une attention particulière lors de l’isolation et de l’étanchéité à l’air pour optimiser la performance énergétique. Étant donné les froids extrêmes en hiver, l’efficacité thermique des bâtiments de cette région est un souci prioritaire.

Un autre défi de taille est l’accès à cette communauté. Il n’est possible de s’y rendre qu’en avion, ce qui représente un obstacle de taille à la livraison des matériaux en matière de coûts et de délais. Pour faciliter l’avancement des travaux, le gouvernement du Yukon et le gouvernement de la Première Nation Vuntut Gwitchin ont prévu la construction d’une route saisonnière de plus de 260 kilomètres reliant Eagle Plains au village d’Old Crow. Bien qu’une telle route ait déjà été construite par le passé, soit en 2014, sa réalisation demeure assez exceptionnelle.

Cette route, composée de neige et de glace, est toutefois loin d’être simple à emprunter. Pour réussir à faire circuler les convois sur cette route éphémère pendant près de 10 heures, il était indispensable d’optimiser l’espace à bord des camions de livraison.

L’Assemblage protégé SOPREMA : une stratégie d’isolation innovante

Avec deux bâtiments et une enveloppe totalisant plus de 50 000 pieds carrés de toitures et de murs à étanchéifier et à isoler, il fallait à tout prix maximiser les performances des assemblages, tout en minimisant la quantité de matériaux à expédier jusqu’à Old Crow.

Initialement, la valeur R effective cible pour l’assemblage de mur extérieur était fixée à R-45,4 (RSI 8,0). À ce moment, deux options d’isolation étaient envisagées par les concepteurs pour le mur à ossature d’acier :

Option n^o 1

Mur à isolation extérieure composé de 12 po de laine de roche et utilisé en combinaison avec des vis en acier inoxydable pour fixer le revêtement extérieur

Option n^o 2 :

Mur à isolation séparée composé de 8 pouces de laine minérale à l’extérieur et de 6 pouces de laine minérale dans la cavité des montants du mur en combinaison avec des attaches thermiques en fibre de verre ou en acier inoxydable pour fixer le revêtement extérieur.

« La valeur RSI effective cible pour l’assemblage de mur extérieur était de 8,0. Lors de la conception indicative, plusieurs types d’assemblages de mur ont été proposés. Cependant, ils ne respectaient pas la cible de valeur RSI ou encore ils présentaient des contraintes en matière de constructibilité, de ponts thermiques et de restrictions du fabricant en ce qui a trait à l’épaisseur d’isolant testé »

- Eric Brohman, de Ketza Construction ltée

C’est à ce moment que les experts de SOPREMA ont recommandé le recours à l’Assemblage de mur protégé. Cet assemblage combine deux isolants, soit le SOPRA-ISO V (isolant de polyisocyanurate) et la laine de roche, installés avec le système d’ATTACHES THERMIQUES ACS. La stratégie d’isolation consiste à encapsuler le SOPRA-ISO V avec la laine de roche, permettant d’atteindre une valeur R largement supérieure, avec moins d’isolants, tout en profitant de l’incombustibilité de la laine de roche. Les atouts des deux isolants se conjuguent pour offrir une performance maximale et de valeur R.

L’option proposée par SOPREMA pour répondre efficacement aux besoins de ce projet était un assemblage de mur à isolation extérieure de 8 po, soit 6 po de SOPRA-ISO V ALU et 2 po de laine de roche. Grâce à l’Assemblage protégé SOPREMA, l’épaisseur d’isolant requise a pu être réduite de 4 po par rapport à l’option n^o 1 et de 8 po par rapport à l’option n^o 2. Cette diminution de la quantité de matériaux constitue un avantage indéniable non seulement face aux défis logistiques de la livraison sur le chantier, mais aussi du point de vue de coûts.

« De nombreux matériaux devaient être transportés. Il était donc logique d’utiliser moins d’isolant extérieur s’il était possible d’atteindre la même valeur R effective. En utilisant du polyiso dans le mur extérieur entièrement isolé, nous avons pu réduire le volume et le poids totaux d’isolant à expédier. »

– Graham Finch, de RDH Building Science inc

L’Assemblage protégé n’a pas seulement permis des économies en matière de coûts et de matériaux, il a également offert une valeur R effective supérieure à celle initialement requise (47,5 comparativement à 45,4). La possibilité de créer un assemblage de mur plus performant avec moins de matériaux devenait réalité.

De plus, l’utilisation des ATTACHES THERMIQUES ACS en tant que système de fixation du revêtement a contribué à réduire efficacement les ponts thermiques de l’assemblage mural, assurant une efficacité thermique maximale. Dans le climat subarctique d’Old Crow, la performance thermique du bâtiment peut faire toute la différence pour le confort des occupants et la durabilité de la construction, mais aussi pour la quantité d’énergie nécessaire pour l’alimenter. L’Assemblage protégé SOPREMA s’est donc rapidement imposé comme la solution évidente aux défis énergétiques de ce projet.

« L’Assemblage protégé SOPREMA était la solution dont nous avions besoin pour atteindre la cible de valeur RSI, réduire les ponts thermiques et ainsi respecter les exigences du projet. De plus, grâce à la simplicité de ce système, nous avons pu former les installateurs afin de maintenir un niveau élevé du contrôle de la qualité »

- Eric Brohman, de Ketza Construction ltée

L’étanchéité à l’air, un enjeu central

L’étanchéité à l’air est essentielle à la performance d’un bâtiment, surtout dans des conditions météorologiques extrêmes comme celles du Yukon. C’est pourquoi RDH a été mandatée au nom de l’équipe pour aider à la conception et à la mise en service du volet étanchéité à l’air des deux nouveaux bâtiments du Centre de santé d’Old Crow afin d’en assurer des performances maximales. Les deux bâtiments avaient des objectifs d’étanchéité à l’air très stricts conformément aux exigences du projet, avec des cibles du modèle énergétique de conception demandant un taux d’infiltration d’air effectif de 0,1 à 0,16 L/s/m² à 5 Pa pour les bâtiments abritant les logements et les soins de santé. Grâce à la conception en continu du système pare-air autour des deux bâtiments et à tous les efforts déployés lors de la construction pour l’étanchéifier, l’équipe a réussi à atteindre des taux d’infiltration de 0,055 et 0,065 L/s/m² à 5 Pa (convertis à partir des résultats des essais à 75 Pa), ce qui est bien en dessous de l’hypothèse habituelle de modélisation énergétique de 0,25 L/s/m² à 5 Pa. En employant d’autres mesures, les résultats indiquent une étanchéité deux fois supérieure à celle d’une maison passive (0,6 ACH à 50 Pa). L’obtention d’un si bon résultat est due non seulement à la qualité des membranes SOPREMA en continu sur les murs, les planchers et les toits, mais aussi à l’attention portée aux détails de l’équipe de Ketza et des sous-traitants lors de l’installation.

« Assurer un tel niveau d’étanchéité à l’air nécessite une équipe de construction qui effectue un travail professionnel et qui accorde une attention particulière à tous les petits détails comme des morceaux de ruban adhésif ou un cordon de scellant supplémentaires aux transitions et aux pénétrations des membranes, ce que Ketza a superbement réalisé ici. »

– Graham Finch, de RDH Building Science inc

Un soutien technique, malgré la distance

Comme l’assemblage protégé était alors une nouvelle stratégie d’isolation, peu de projets avaient été réalisés à l’aide de ce type de système. L’équipe de Ketza devait donc se familiariser avec l’installation de ce nouvel assemblage, le tout dans un contexte de pandémie qui limitait les déplacements. Ces contraintes rendaient difficile la présence physique de nos experts à Old Crow pour accompagner l’équipe sur place. Malgré tout, notre équipe était déterminée à soutenir les installateurs et à assurer le succès du projet. Les équipes de Ketza et de SOPREMA étaient donc en communication fréquemment, par le biais de consultations téléphoniques ou encore de vidéos d’installation tournées sur le vif.

« Au tout début du projet, au moment de l’appel d’offres, nous devions évaluer la constructibilité des systèmes de mur et la conformité du nouvel assemblage avec les exigences du projet, des démonstrations d’installation à l’achèvement des travaux »

- Eric Brohman, de Ketza Construction ltée

Pour ce projet institutionnel, il était essentiel de fournir les détails techniques inhérents aux produits utilisés dans les assemblages suggérés. À cause des conditions géographiques particulières, il fallait fournir des preuves de la performance des matériaux à basse température qui répondraient spécifiquement aux exigences du Yukon.

« Les membres de l’équipe SOPREMA ont été d’une valeur inestimable en nous fournissant les informations techniques nécessaires, notamment pour aborder la performance efficace à basse température de la combinaison d’isolants utilisée. Leur contribution a joué un rôle crucial dans ce projet et dans l’acceptation par le propriétaire des exigences du projet. »

– Graham Finch, de RDH Building Science inc

Grâce à cette étroite collaboration, l’installation de l’assemblage protégé s’est déroulée sans problème et dans les délais. L’ouverture officielle du nouveau centre de santé d’Old Crow et des nouvelles unités d’habitation est prévue au printemps 2024.

« SOPREMA offre des produits qui sont largement utilisés au Yukon depuis de nombreuses années. C’est pourquoi nous savions que nous pourrions compter sur son système de toiture et son Assemblage protégé pour accroître la performance à long terme de l’enveloppe du bâtiment de ce projet. Grâce à l’équipe technique de SOPREMA, nous avons obtenu des conseils spécialisés très utiles ainsi que du soutien en matière d’assurance de la qualité concernant l’installation des produits par temps froid. »

– Peter Blum, Gestionnaire de bâtiment senior, Gouvernement du Yukon

Construire, au-delà des limites

Cette étude de cas sur le projet d’Old Crow témoigne non seulement des défis exceptionnels auxquels l’équipe a dû faire face, mais aussi de la manière dont l’innovation et la collaboration ont été les clés du succès. La construction d’un centre de santé et d’un nouveau bâtiment résidentiel dans un village isolé au Yukon qui est accessible uniquement par avion a nécessité une planification minutieuse et des solutions créatives. La décision d’utiliser l’Assemblage protégé SOPREMA s’est avérée judicieuse, car elle a permis non seulement de surmonter les défis logistiques liés à la livraison des matériaux, mais également d’optimiser l’efficacité énergétique du bâtiment dans un environnement subarctique exigeant.

« Nous sommes satisfaits, car grâce à cette solution, nous n’avons pas eu à construire des murs extérieurs trop épais, par exemple de 12 po. Nous avons donc pu améliorer les détails des ouvertures et respecter les exigences structurelles connexes, tout en assurant le niveau de protection requis contre l’incendie »

- Eric Brohman, de Ketza Construction ltée

Au-delà de la conception technique, l’étroite collaboration entre le gouvernement du Yukon, la Première Nation Vuntut Gwitchin, les architectes, les consultants, les entrepreneurs et SOPREMA s’est avérée un facteur déterminant du succès du projet. Le résultat ne se limite pas à la construction d’un nouveau centre de santé et de bien-être : il symbolise le renouveau de la santé et du bien-être au sein de la communauté d’Old Crow. SOPREMA est fière d’avoir participé à relever les défis que présentait ce projet!